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摘 要
Abstract
目 录
Contents
第1章 绪论
1.1 工程背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 理论研究进展
1.2.2 数值仿真研究进展
1.2.3 模型试验研究进展
1.2.4 海冰的物理性质及力学性能研究进展
1.3 本文主要研究内容和创新点
1.3.1 本文主要研究内容
1.3.2 本文主要创新点
第2章 LS-DYNA及流固耦合算法在船冰碰撞中的应用
2.1 引言
2.2 LS-DYNA简介
2.3 接触算法
2.4 材料本构模型
2.4.1 线弹性材料
2.4.1.1 各向同性弹性模型
2.4.1.2 正交各向异性弹性模型
2.4.1.3 各向异性弹性模型
2.4.1.4 流体弹性模型
2.4.2 非线性无弹性与应变率相关的各向同性材料模型
2.4.2.1 随动塑性（与应变率相关）材料模型
2.4.2.2 分段线性塑性模型
2.4.2.3 改进的分段线性塑性模型
2.4.2.4 应变率相关的塑性Rate Dependent材料模型
2.5 流固耦合
2.5.1 Lagrange Euler 和ALE
2.5.2 流固耦合算法
2.5.3 空白材料模型
2.5.4 状态方程
2.6 本章小结
第3章 冰体材料及船水冰碰撞数值仿真模型化方法研究
3.1 引言
3.2 极地海冰物理属性
3.3 极地海冰力学属性
3.4 船水冰碰撞数值仿真模型化方法
3.4.1 冰体材料模型
3.4.2 水介质中冰体碰撞有限元仿真
3.4.3 吃水深度对冰体碰撞的影响
3.4.3.1 碰撞方案
3.4.3.2 冰体速度变化
3.4.3.2 碰撞力分析
3.4.3.3 能量吸收分析
3.5 本章小结
第4章 水介质中船体板架模型与冰体碰撞试验研究
4.1 引言
4.2 水介质中模型试验研究
4.2.1 拖曳水池
4.2.2 试验目的
4.2.3 试验模型设计与工况设置
4.2.4 试验装置与试验过程
4.2.5.1 试验现象记录
4.2.5.2应力值对比
4.2.5.3变形值对比
4.3 水介质中冰体撞击板架数值仿真分析
4.3.1 有限元模型
4.3.2 数值仿真结果分析
4.3.2.1 不同速度下的板架应力
4.3.2.2 不同速度下的板架变形
4.4 仿真与模型试验结果对比研究
4.4.1 应力对比
4.4.2 变形量对比
4.5 本章小结
第5章 基于流固耦合算法的三维船艏结构响应分析
5.1 引言
5.2 船-水-冰碰撞场景
5.3 船-水-冰碰撞模型设计
5.3.1 船艏模型
5.3.2 冰体模型
5.3.3 考虑流固耦合的船-水-冰碰撞模型
5.3.4 不考虑流固耦合的船-冰碰撞模型
5.3.5 有限元网格的划分
5.3.6 生成PART
5.3.7 K文件处理
5.3.8 结果输出
5.4 考虑流固耦合的船-水-冰碰撞仿真计算
5.4.1 船-水-冰数值仿真碰撞方案
5.4.2 船艏碰撞力
5.4.3 船艏结构与冰体损伤变形
5.4.4 船艏速度及水介质能量吸收时历曲线
5.4.5 船艏能量吸收时历曲线
5.5 不考虑流固耦合的船-冰碰撞仿真计算
5.5.1 船-冰数值仿真碰撞方案
5.5.2船艏碰撞力
5.5.3 船艏结构与冰体损伤变形
5.5.4 船艏速度
5.5.5 船艏能量吸收时历曲线
5.6 船-水-冰碰撞与船-冰碰撞仿真结果对比分析
5.6.1碰撞力
5.6.2损伤变形
5.6.3能量吸收
5.7 船舶速度对船-水-冰碰撞的影响
5.7.1 碰撞方案
5.7.2碰撞力对比
5.7.3船艏结构与冰体损伤变形对比
5.7.4船艏速度对比及水介质能量吸收时历曲线
5.7.5能量吸收对比
5.8 冰体撞击角度对船-水-冰碰撞的影响
5.8.1碰撞力对比
5.8.2船艏结构与冰体损伤变形对比
5.8.3能量吸收对比
5.9 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致 谢
